特開 2022-122175 タイヤ試験ドラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022122175

(43)【公開日】2022-08-22

(54)【発明の名称】タイヤ試験ドラム

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20220815BHJP

   G01N 3/56 20060101ALN20220815BHJP

【ＦＩ】

G01M17/02

G01N3/56 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021019335

(22)【出願日】2021-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(74)【代理人】

【識別番号】100163393

【弁理士】

【氏名又は名称】有近 康臣

(74)【代理人】

【識別番号】100189393

【弁理士】

【氏名又は名称】前澤 龍

(74)【代理人】

【識別番号】100203091

【弁理士】

【氏名又は名称】水鳥 正裕

(72)【発明者】

【氏名】高橋 尚史

(57)【要約】

【課題】疑似路面が剥がれにくいタイヤ試験ドラムを提供する。
【解決手段】実施形態のタイヤ試験ドラム２０は、円筒状のドラム本体２１と、ドラム本体２１の外周面に設けられた疑似路面２２とを有し、疑似路面２２のドラム軸方向両側の部分２８をドラム径方向外側から押える治具２３と、疑似路面２２と治具２３との間に挟まれた挿入物２７と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状のドラム本体と、前記ドラム本体の外周面に設けられた疑似路面とを有するタイヤ試験ドラムにおいて、
前記疑似路面のドラム軸方向両側の部分をドラム径方向外側から押える治具と、
前記疑似路面と前記治具との間に挟まれた挿入物と、を有することを特徴とする、タイヤ試験ドラム。

【請求項2】

前記挿入物がゴム部材である、請求項1に記載のタイヤ試験ドラム。

【請求項3】

前記挿入物が、前記ドラム本体のドラム周方向に１周して設けられた、請求項1又は２に記載のタイヤ試験ドラム。

【請求項4】

前記疑似路面において、前記治具に押えられる部分がその他の部分よりも薄い、請求項1～３のいずれか１項に記載のタイヤ試験ドラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はタイヤ試験ドラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に開示されているように、円筒状のドラム本体の外周面に、骨材とバインダーからなる疑似路面が設けられたタイヤ試験ドラムが知られている。疑似路面は、ドラム軸方向に一定の幅を有し、ドラム周方向に１周している。

【0003】

このようなタイヤ試験ドラムの疑似路面にタイヤを接触させ、タイヤ試験ドラムを回転させることによりタイヤを回転させ、タイヤから発生する騒音を測定する等の各種試験が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－２１８４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、タイヤ試験ドラムが回転すると、その遠心力により疑似路面がドラム本体の外周面から剥がれてしまうことがある。疑似路面は、ドラム本体の外周面との接着力の弱いドラム軸方向端部から剥がれる。

【0006】

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、疑似路面が剥がれにくいタイヤ試験ドラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態のタイヤ試験ドラムは、円筒状のドラム本体と、前記ドラム本体の外周面に設けられた疑似路面とを有するタイヤ試験ドラムにおいて、前記疑似路面のドラム軸方向両側の部分をドラム径方向外側から押える治具と、前記疑似路面と前記治具との間に挟まれた挿入物と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

実施形態のタイヤ試験ドラムによれば、治具と挿入物により、疑似路面のドラム軸方向両側の部分をしっかりと押えることができるため、疑似路面がドラム本体から剥がれにくい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】タイヤ試験装置の正面図。

【図2】タイヤ試験ドラムの斜視図。

【図3】疑似路面をドラム径方向外側から見た図。

【図4】疑似路面及び治具の断面図（疑似路面をドラム周方向の接線方向から見た断面図）。

【図5】縁部分が薄い疑似路面の断面図（疑似路面をドラム周方向の接線方向から見た断面図）。（ａ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径と同じ例。（ｂ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径より大きい例。

【図6】縁部分が斜面を有する疑似路面の断面図（疑似路面をドラム周方向の接線方向から見た断面図）。（ａ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径より小さい例。（ｂ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径と同じ例。（ｃ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径より大きい例。

【図7】縁部分が曲面を有する疑似路面の断面図（疑似路面をドラム周方向の接線方向から見た断面図）。（ａ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径より小さい例。（ｂ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径と同じ例。（ｃ）は疑似路面の中央部分の外径が治具の外径より大きい例。

【図8】ドラム本体と疑似路面との間に金属板が設けられたタイヤ試験ドラムの、疑似路面付近の断面図（疑似路面をドラム周方向の接線方向から見た断面図）。

【図9】ドラム本体と疑似路面との間に金属板が設けられたタイヤ試験ドラムをドラム軸方向から見た図。

【図10】複数の治具がドラム周方向に並べて設けられたタイヤ試験ドラムを、ドラム径方向外側から見た図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。

【0011】

まず、タイヤ試験装置１０について説明する。図１に示すタイヤ試験装置１０は、円筒状でドラム周方向に回転可能なタイヤ試験ドラム２０と、タイヤ試験ドラム２０の回転軸となるシャフト１１と、シャフト１１を回転させるモータが収納された駆動装置部１２と、タイヤＴを支持する支持軸１３と、タイヤＴを所定の荷重でタイヤ試験ドラム２０に接触させるために支持軸１３を上下動させる支持装置部１４とを有している。図示省略するが、タイヤ試験ドラム２０の周囲には、試験のために必要な機器、例えば騒音を測定するためのマイク等が配置される。

【0012】

試験のときは、支持軸１３に取り付けられたタイヤＴがタイヤ試験ドラム２０に押し付けられる。その状態で駆動装置部１２が駆動してシャフト１１及びタイヤ試験ドラム２０が回転すると、タイヤＴも回転する。タイヤＴの回転中に、騒音測定等の試験が行われる。

【0013】

次に、タイヤ試験ドラム２０の詳細について説明する。図２～図４に示すように、タイヤ試験ドラム２０は、円筒状のドラム本体２１と、ドラム本体２１の外周面に設けられた疑似路面２２とを有している。疑似路面２２は、ドラム軸方向に一定の幅を有し、ドラム周方向に１周している。さらに、タイヤ試験ドラム２０は、疑似路面２２のドラム軸方向両側の部分をドラム径方向外側から押える治具２３を有している。

【0014】

疑似路面２２は、骨材とバインダーの混合物が所定の厚みで成形されたものである。骨材としては砕石や砂等が使用される。また、バインダーとしては、エポキシ系等の樹脂、アスファルト、セメント、モルタル、コンクリート等が使用される。

【0015】

疑似路面２２の好ましいパラメータは次の通りである。まず、ドラム周方向の凹凸量（すなわち、ドラム周方向の、最大高さと最小高さの差）は２ｍｍ以下であることが好ましい。また、ドラム軸方向の凹凸量（すなわち、ドラム軸方向の、最大高さと最小高さの差）は３ｍｍ以下であることが好ましい。また、ＭＰＤ（Mean profile depth：平均プロファイル深さ）は０．５±０．２ｍｍであることが好ましい。また、最大骨材粒径は６．３～１０．０ｍｍであることが好ましい。また、骨材の目標とする粒度曲線はＪＩＳＤ８３０１に従うことが好ましい。

【0016】

なお、疑似路面２２は、バインダーのみが所定の厚みで成形されたものであっても良い。骨材の有無にかかわらず、疑似路面２２はバインダーの接着力でドラム本体２１の外周面に接着されている。

【0017】

疑似路面２２はドラム径方向に一定の厚みを有しており、図４に示すようにドラム本体２１の外周面に対してドラム径方向に高くなっている。疑似路面２２の厚みは、ＪＩＳＤ８３０１で定められた３０ｍｍ以上という範囲でも良いし、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲でも良い。

【0018】

このような疑似路面２２のドラム軸方向両側に、治具２３が設けられている。治具２３はドラム本体２１に嵌まる大きさの環状の部材である。また、治具２３は、鋼、アルミニウム又はそれらを含む合金等の金属からなり、ドラム本体２１の回転の遠心力による変形や破損の生じない強度を持っている。図４に示すように、治具２３には、ドラム本体２１の外周面に嵌まる嵌合部２５と、疑似路面２２をドラム径方向外側から押える押え部２６とが形成されている。押え部２６は嵌合部２５よりも疑似路面２２のドラム軸方向中心側にある。嵌合部２５の内径は、ドラム本体２１の外径と同じ大きさである。

【0019】

治具２３の嵌合部２５には複数のネジ孔（不図示）が形成されている。また、ドラム本体２１における、嵌合部２５のネジ孔と一致する場所にも、ネジ孔（不図示）が形成されている。これらのネジ孔に図３に示すネジ４０が通されることにより、治具２３がドラム本体２１に固定されている。

【0020】

治具２３がドラム本体２１に固定された状態において、治具２３の嵌合部２５はドラム本体２１の外周面に嵌まっている。また、嵌合部２５の疑似路面２２側の端部２５ａは、疑似路面２２のドラム軸方向端部に接触している。また、押え部２６が疑似路面２２のドラム軸方向両側の縁部分２８をドラム径方向外側から覆っている。

【0021】

疑似路面２２のうち、押え部２６によって押えられる縁部分２８の幅は、疑似路面２２のドラム軸方向両側で等しい。疑似路面２２の全体の幅Ｌ１（図４参照）に対する、押え部２６によって押えられる縁部分２８の合計幅Ｌ２（すなわち、ドラム軸方向両側の縁部分２８の幅の合計）の割合は、１０～２０％であることが好ましい。表１に、このような割合とするための疑似路面２２の全体の幅Ｌ１及び疑似路面２２の縁部分２８の合計幅Ｌ２の寸法の例を示す。

【0022】

【表1】

【0023】

疑似路面２２の断面形状（疑似路面２２をドラム周方向の接線方向から見た断面の形状）はドラム軸方向に長い長方形である。疑似路面２２は、治具２３の押え部２６に覆われて押さえられた縁部分２８と、治具２３の押え部２６に覆われていない中央部分２９とで同じ厚みである。

【0024】

治具２３の押え部２６の内径と疑似路面２２の外径とは同じか近い寸法になるように製造される。押え部２６の内径と疑似路面２２の外径とが同じになれば、疑似路面２２の上に押え部２６が直接配置されたときに、押え部２６と疑似路面２２との間に隙間が形成されない。しかし実際には、疑似路面２２には場所により厚みに違いが生じており、それが原因で押え部２６と疑似路面２２との間に隙間がない場所とある場所が生じ、隙間の大きさにも場所によるばらつきが生じる。

【0025】

そのような隙間を埋める挿入物として、疑似路面２２と、治具２３の押え部２６との間には、ゴムシート２７が挟まれている。ゴムシート２７の厚みは１ｍｍ以下が好ましい。また、ゴムシート２７の幅（ドラム軸方向の長さ）は治具２３の押え部２６の幅以下である。

【0026】

疑似路面２２には凹凸があり、上記の通り疑似路面２２と押え部２６との隙間の大きさは場所により異なるが、ゴムシート２７が変形することによってその隙間が埋められることとなる。さらに、ゴムシート２７の弾性により、ゴムシート２７にかかる接触圧が、ゴムシート２７の広い範囲に分散することとなる。

【0027】

ゴムシート２７は、ドラム軸方向に一定の幅を保ちつつ、ドラム周方向に１周にわたって設けられている。ここで、１枚のゴムシート２７がドラム本体２１上の疑似路面２２の縁部分２８の１周分の長さを有しており、その１枚のゴムシート２７がドラム周方向に１周にわたって巻き付けられていても良い。その場合、ゴムシート２７の両端部の間には隙間がない（つまり接触している）ことが好ましいが、隙間があっても良い。

【0028】

また、比較的短い複数枚のゴムシート２７が、ドラム周方向に連続して並べられていても良い。複数枚のゴムシート２７がドラム周方向に並べられる場合、ゴムシート２７とゴムシート２７の間には、隙間がないことが好ましいが、隙間があっても良い。

【0029】

次に、タイヤ試験ドラム２０の製造方法の一例について説明する。まず、疑似路面２２の材料となる骨材とバインダーを撹拌混合して混合物とする。次に、その混合物をドラム本体２１の外周面の所定の場所に施工する。施工の際、混合物が流れ落ちないように、また所定の範囲からはみ出さないように、枠等を適宜使用してドラム本体２１の外周面に混合物を塗布する。塗布後、混合物の層の表面をローラでならしながら押圧して、施工を完了する。その後、混合物の層が乾燥すれば、疑似路面２２が完成する。

【0030】

疑似路面２２の完成後、疑似路面２２の縁部分２８の外周面にゴムシート２７を配置する。さらに、疑似路面２２のドラム軸方向両側に治具２３を配置する。これにより、ゴムシート２７が、疑似路面２２の縁部分２８と治具２３の押え部２６との間に挟まれる。次に、ネジ４０で治具２３をドラム本体２１に固定する。これによりタイヤ試験ドラム２０が完成する。

【0031】

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、疑似路面２２の縁部分２８を治具２３の押え部２６がドラム径方向外側から押えているため、疑似路面２２が端部から剥がれることを防ぐことができる。

【0032】

さらに、疑似路面２２の縁部分２８と治具２３の押え部２６との間にゴムシート２７が挟まれているため、疑似路面２２と押え部２６との僅かな隙間が埋まり、押え部２６が疑似路面２２の縁部分２８をしっかりと押えることができる。また、疑似路面２２に凹凸があったとしても、疑似路面２２の凸部との接触圧がゴムシート２７によって分散されるため、治具２３がゴムシート２７の全体を介して疑似路面２２の縁部分２８をしっかりと押えることができる。

【0033】

また、ゴムシート２７がドラム周方向に１周して設けられているため、治具２３の押え部２６の全体で疑似路面２２の縁部分２８をしっかりと押えることができる。

【0034】

また、疑似路面２２の全体の幅Ｌ１に対する、縁部分２８の合計幅Ｌ２の割合が１０～２０％であれば、治具２３が疑似路面２２をしっかりと押えることができ、かつ、タイヤＴの試験に利用できる疑似路面２２の面積を十分に確保することができる。

【0035】

次に、実施形態の変更例について説明する。

【0036】

＜変更例１＞
治具２３の押え部２６と疑似路面２２の縁部分２８との間の挿入物は、ゴムシート２７に限定されず、治具２３と疑似路面２２との隙間の大きさや疑似路面２２の凹凸に合わせて変形可能な変形部材であれば良い。ゴムシート２７以外の変形部材としては、例えば、粘土又は柔軟性のある合成樹脂で出来た部材が挙げられる。また、挿入物は弾性変形することが好ましい。また、挿入物の好ましいヤング率は１ＭＰａ～１００ＭＰａである。

【0037】

＜変更例２＞
図５に示すように、疑似路面１２２において、治具２３に押えられる部分である縁部分１２８が、治具２３に覆われない中央部分１２９よりも薄くても良い。縁部分１２８は全体が一定の厚みであり、中央部分１２９も全体が一定の厚みである。これらの変更例では、上記実施形態のものと同じ治具２３が使用される。

【0038】

図５（ａ）の変更例では、疑似路面１２２の中央部分１２９の外周面が治具２３の外周面と同一面上にある。また、図５（ｂ）の変更例では、疑似路面１２２の中央部分１２９の外径が治具２３の外径より大きくなっている。

【0039】

本変更例の疑似路面１２２において、縁部分１２８のドラム径方向の厚みＨ１（図５（ｂ）参照）は、中央部分１２９のドラム径方向の厚みＨ２の５０～１００％である。Ｈ１がＨ２の５０％以上であることにより、遠心力が生じたときに縁部分１２８が破損してしまうことを防ぐことができる。ちなみに、図４に示す上記実施形態の疑似路面２２では、縁部分２８の厚みは、中央部分２９の厚みの１００％である。

【0040】

本変更例のタイヤ試験ドラムの製造方法としては、まず、ドラム本体２１の外周面に、全体が中央部分１２９と同じ厚みとなるように仮の疑似路面を施工する。次に、仮の疑似路面の縁部分を削ることにより、中央部分１２９よりも薄い縁部分１２８を形成する。次に、縁部分１２８の外周面上にゴムシート２７を配置し、ゴムシート２７に治具２３を被せて固定する。

【0041】

これらの変更例によれば、治具２３の外径を小さくしつつ、タイヤＴが接触する中央部分１２９を厚くすることができる。そのため、治具２３が周辺の機器等に接触することを防ぎつつ、厚みのある疑似路面１２２でのタイヤＴの試験を実現できる。

【0042】

これらの変更例は、タイヤ試験ドラム２０の周囲に機器等が近接して配置されている場合や、厚みのある疑似路面１２２での試験が要求される場合に、活用される。

【0043】

＜変更例３＞
図６に示す変更例では、疑似路面２２２の縁部分２２８が、ドラム径方向に対して傾斜した斜面となっている。そのため、疑似路面２２２の断面形状（疑似路面２２２をドラム周方向の接線方向から見た断面の形状）は台形である。また、このような縁部分２２８を押える治具２２３の押え部２２６は、疑似路面２２２の縁部分２２８の斜面と同じ角度で傾斜する斜面を有している。また、疑似路面２２２の縁部分２２８の斜面と、治具２２３の押え部２２６の斜面との間には、ゴムシート２２７が挟まれている。

【0044】

図６（ａ）は疑似路面２２２の中央部分２２９の外径が治具２２３の外径より小さい例、図６（ｂ）は疑似路面２２２の中央部分２２９の外径が治具２２３の外径と同じ例、図６（ｃ）は疑似路面２２２の中央部分２２９の外径が治具２２３の外径より大きい例である。

【0045】

これらの変更例によれば、疑似路面２２２の縁部分２２８の厚みが端部に向かって徐々に小さくなっているので、疑似路面２２２の厚みが場所により急激に変わる場合（例えば中央部分２２９と縁部分２２８との境界で厚みが不連続的に変わる場合）と比べて応力集中が生じにくく、疑似路面２２２が破損されにくい。また、内径側に斜面を有するという比較的単純な形状の治具２２３で、疑似路面２２２の縁部分２２８を押えることができる。

【0046】

＜変更例４＞
図７に示す変更例では、疑似路面３２２の縁部分３２８が、ドラム径方向外側に凸かつドラム軸方向外側に凸の曲面となっている。また、このような縁部分３２８を押える治具３２３の押え部３２６は、疑似路面３２２の縁部分３２８の曲面と一致する曲面を有している。また、疑似路面３２２の縁部分３２８の曲面と、治具３２３の押え部３２６の曲面との間には、ゴムシート３２７が挟まれている。

【0047】

図７（ａ）は疑似路面３２２の中央部分３２９の外径が治具３２３の外径より小さい例、図７（ｂ）は疑似路面３２２の中央部分３２９の外径が治具３２３の外径と同じ例、図７（ｃ）は疑似路面３２２の中央部分３２９の外径が治具３２３の外径より大きい例である。

【0048】

これらの変更例によれば、疑似路面３２２の縁部分３２８の厚みが端部に向かって徐々に小さくなっているので、疑似路面３２２の厚みが場所により急激に変わる場合（例えば中央部分３２９と縁部分３２８との境界で厚みが不連続的に変わる場合）と比べて応力集中が生じにくく、疑似路面３２２が破損されにくい。また、内径側に曲面を有するという比較的単純な形状の治具３２３で、疑似路面３２２の縁部分３２８を押えることができる。

【0049】

＜変更例５＞
図８に示すように、ドラム本体２１の外周面上に下層としての金属部４００が設けられ、金属部４００の外周面に疑似路面２２、ゴムシート２７及び治具４２３が設けられても良い。

【0050】

金属部４００は、図９に示すように複数の（図９の場合は８枚の）金属板４０１がドラム周方向に隙間なく並ぶことにより形成されている。それぞれの金属板４０１は、ドラム本体２１の外周面と一致する曲率で湾曲しており、ドラム本体２１の外周面に密着している。金属板４０１はネジ等の固定具でドラム本体２１に固定されている。また治具４２３はネジ等の固定具で金属板４０１に固定されている。

【0051】

図９では、治具４２３はドラム周方向に金属板４０１と同じ位置で分割されている。しかし、上記実施形態と同様に、ドラム周方向に１周する環状の治具が設けられても良い。

【0052】

金属部４００を有するタイヤ試験ドラムの製造方法の一例としては、まず、金属板４０１の上に疑似路面２２が施工される。次に、疑似路面２２付きの金属板４０１がドラム本体２１に並べて固定される。次に、疑似路面２２のドラム軸方向両側に治具４２３が固定される。

【0053】

この変更例によれば、金属部４００を取り替えることにより、試験目的に応じて疑似路面を容易に変更することができる。また、このような金属部４００を使用することによりドラム本体２１の外周面が傷付くことを防ぐことができる。

【0054】

なお、ドラム本体２１と疑似路面２２との間の下層として、金属以外の例えば合成樹脂等の材質の層が設けられても良い。その場合、ドラム本体２１の外周面上に、金属板４０１の代わりのプレートがドラム周方向へ並べて設けられる。

【0055】

＜変更例６＞
図１０に示すように、複数の治具５２３がドラム周方向に並べて設けられても良い。図１０では複数の治具５２３がドラム周方向に一定間隔を空けながら配置されているが、複数の治具５２３がドラム周方向に間隔を空けずに配置されても良い。

【符号の説明】

【0056】

Ｔ…タイヤ、１０…タイヤ試験装置、１１…シャフト、１２…駆動装置部、１３…支持軸、１４…支持装置部、２０…タイヤ試験ドラム、２１…ドラム本体、２２…疑似路面、２３…治具、２５…嵌合部、２５ａ…端部、２６…押え部、２７…ゴムシート、２８…縁部分、２９…中央部分、４０…ネジ、１２２…疑似路面、１２８…縁部分、１２９…中央部分、２２２…疑似路面、２２３…治具、２２６…押え部、２２７…ゴムシート、２２８…縁部分、２２９…中央部分、３２２…疑似路面、３２３…治具、３２６…押え部、３２７…ゴムシート、３２８…縁部分、３２９…中央部分、４００…金属部、４０１…金属板、４２３…治具、５２３…治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】